[發(fā)明專利]活性物質(zhì)、電極、二次電池、電池組和電動車輛

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410069816.X
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN104037394B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廣瀨貴一;川瀨賢一;西壽朗;小泉公
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/02
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 吳孟秋,梁韜

1.一種二次電池，包括：

正極；

負(fù)極，包括活性物質(zhì)；以及

電解液，其中，

所述活性物質(zhì)包括中心部和設(shè)置在所述中心部的表面上的覆蓋部，

所述中心部包括作為構(gòu)成元素的硅(Si)，

所述覆蓋部包括作為構(gòu)成元素的碳(C)和氫(H)，并且

通過使用飛行時間二次離子質(zhì)譜法對所述覆蓋部進(jìn)行正離子分析，檢測出由C_xH_y表示的一種或多種正離子，其中x和y滿足2≤x≤6和3≤y≤9，

其中，

所述覆蓋部的平均厚度等于或小于500納米，

所述覆蓋部相對于所述中心部的平均覆蓋率等于或大于30％，并且

在由拉曼光譜方法測量的所述覆蓋部的G帶的強(qiáng)度IG與D帶的強(qiáng)度ID之間的比率IG/ID從2至3。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，在由C₂H₃、C₂H₅以及C₃H₅表示的正離子的檢出強(qiáng)度的總和D1和C的檢出強(qiáng)度D2之間的比率D1/D2等于或大于1.25。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，在由C₂H₃、C₂H₅以及C₃H₅表示的正離子的檢出強(qiáng)度的總和D1和C的檢出強(qiáng)度D2之間的比率D1/D2等于或大于50。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，在由C₂H₃、C₂H₅以及C₃H₅表示的正離子的檢出強(qiáng)度的總和D1和由CH_z表示的正離子的檢出強(qiáng)度的總和D3之間的比率D1/D3大于1，其中z滿足0≤z≤3。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述覆蓋部的表面具有歸因于由C_xH_y表示的一種或多種正離子的凹凸結(jié)構(gòu)，其中2≤x≤6且3≤y≤9。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述中心部包括作為構(gòu)成元素的氧(O)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池，其中，

所述中心部包括由SiO_w表示的氧化硅，其中w滿足0.3≤w<1.9，并且

在所述中心部的表面上，硅相對于氧的原子比(Si/O)等于或小于75原子百分?jǐn)?shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池，其中，

所述中心部包括由SiO_w表示的氧化硅，其中w滿足0.3≤w<1.9，并且

在所述中心部的表面上，硅相對于氧的原子比(Si/O)從30原子百分?jǐn)?shù)到70原子百分?jǐn)?shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述中心部的中值直徑(D50)從0.1微米到20微米。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，所述中心部包括作為構(gòu)成元素的鐵(Fe)、鋁(Al)、鈣(Ca)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鎂(Mg)、以及鎳(Ni)中的一種或多種。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，

在所述中心部中，結(jié)晶區(qū)域(晶粒)分散在非結(jié)晶區(qū)域內(nèi)，

歸因于硅的(111)面和(220)面的晶粒的平均面積占有率等于或小于35％，并且

所述晶粒的平均粒徑等于或小于30納米。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，

在未充電狀態(tài)中的所述中心部中，部分或所有硅與鋰(Li)構(gòu)成合金，并且

所述中心部包括硅酸鋰。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中，

所述負(fù)極在集電體上包括活性物質(zhì)層，

所述活性物質(zhì)層包括所述活性物質(zhì)，

所述集電體包括作為構(gòu)成元素的銅(Cu)、碳(C)以及硫(S)，并且

在所述集電體中的碳和硫的含量的總和等于或小于百萬分之100。